JP5875508B2

JP5875508B2 - Welding method and automatic welding apparatus

Info

Publication number: JP5875508B2
Application number: JP2012265959A
Authority: JP
Inventors: 景太山田; 浩之雨宮; 健司 ▲高▼見; 祐幸宮下; 光徳西海
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: JP2014111261A

Description

本発明は、アーク溶接に関し、特に、アーク溶接における立向き上進溶接に関するものである。 The present invention relates to arc welding, and more particularly to vertical and upward welding in arc welding.

ガスシールドを利用するアーク溶接では、溶接部の品質を保つために、溶接姿勢を一般に下向きにして施工する。上向き溶接を行う場合には、溶着金属の垂れを抑えるために電流を低く設定する。その結果、特に厚板に対しては溶け込みが浅くなり、また、多少なりとも溶着金属が垂れ、外観に難が生じやすい。 In arc welding using a gas shield, in order to maintain the quality of the welded part, the welding posture is generally set downward. When performing upward welding, the current is set low in order to suppress the sag of the deposited metal. As a result, especially for thick plates, the penetration becomes shallow, and the weld metal hangs down to some extent, and the appearance tends to be difficult.

立向き溶接は、鉛直方向の溶接線に対して溶接を行い、ビードを、下から上方向に盛る上進溶接と、上から下方向に盛る下進溶接とに分かれる。重力方向に溶接を進める下進溶接では溶着金属の垂れ部分にアークが当たり、母材の突き合わせ部の溶け込みが浅くなる。重力方向とは反対に溶接を進める上進溶接では、溶接トーチを前進角にして溶着金属を押し上げれば溶着金属の垂れを軽減させることはできるが、下進溶接と同様、溶着金属の垂れ部分にアークが当たり、溶け込みが浅くなる。 In the vertical welding, welding is performed on a vertical welding line, and the bead is divided into an upward welding that accumulates from below to above and a downward welding that accumulates from above to below. In the downward welding in which welding is performed in the direction of gravity, an arc hits the dripping portion of the deposited metal, and the penetration of the butt portion of the base metal becomes shallow. In upward welding, where welding is performed in the direction opposite to the gravitational direction, dripping of the weld metal can be reduced by pushing the weld metal up with the welding torch as the advance angle. The arc hits and the penetration becomes shallower.

溶接部の品質を保つための下向き溶接を実施するには構造物を反転させることが多い。しかし、大型構造物の溶接において下向き溶接を実施するためには、ポジショナーや、反転させるための大型クレーンが必要になる。反転する作業が追加されるだけでなく、反転用の吊座を溶接、除去する作業も発生し、工期がさらに長くなる。 In order to carry out downward welding to maintain the quality of the weld, the structure is often reversed. However, in order to carry out downward welding in welding of a large structure, a positioner and a large crane for reversing are required. Not only is the work of reversing added, but also work of welding and removing the suspension seat for reversal occurs, which further increases the construction period.

これらの課題を解決するために、Ｔ字継手の溶接部を反転せずに立向き溶接を実施する際、溶接トーチを母材面に沿ってウィービングさせることにより、母材の突き合わせ部で深い溶け込みを確保する溶接方法が提案されている（例えば、特許文献１）。ウィービングとは、溶接棒（或いは溶接トーチ）を溶接方向に対してほぼ直角に交互に動かしながら溶接する運棒方法を指す。 In order to solve these problems, when performing upright welding without inverting the welded part of the T-joint, the weld torch is weaved along the base material surface, so that deep penetration at the butt part of the base material A welding method for ensuring the above has been proposed (for example, Patent Document 1). Weaving refers to a moving rod method in which welding is performed while alternately moving a welding rod (or welding torch) substantially perpendicular to the welding direction.

特公平６−７３７５２号公報（４頁４６行から５９行、図６）Japanese Examined Patent Publication No. 6-73752 (page 4, lines 46 to 59, FIG. 6)

上記のウィービングパターンによれば、Ｔ字継手の立向き溶接において、比較的、薄板の溶接では溶け込みを確保できるが、厚板では良好な溶け込みが得難い。溶け込みを深くするため、電流値を増加させた場合でも、溶接トーチはＴ字継手の母材突き合わせ部を中心として左側壁面もしくは右側壁面のどちらかで、前進角をとる。溶着金属が母材突き合わせ部に押し込まれることにより、アーク自体が母材に当たらず溶け込みが浅くなる。 According to the above weaving pattern, in the vertical welding of the T-shaped joint, the penetration can be relatively ensured by the welding of the thin plate, but it is difficult to obtain the good penetration by the thick plate. Even when the current value is increased in order to deepen the penetration, the welding torch takes an advance angle on either the left wall surface or the right wall surface with the base material butt portion of the T-shaped joint as the center. When the weld metal is pushed into the base material abutting portion, the arc itself does not hit the base material and the penetration becomes shallow.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、Ｔ字継手において、母材突き合わせ部の深溶け込み溶接を可能とする、立向き上進溶接方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a vertical upward welding method that enables deep penetration welding of a base material butt portion in a T-shaped joint.

本発明に係る溶接方法は、Ｔ字に突き合わされて立向きに置かれた第１部材と第２部材に溶接トーチを対向させ、点火した溶接トーチを、第1部材と第２部材とが成すルート部
に在る第１点から、第１部材側に在って第１点よりも上方の第２点まで、第１部材の壁面に沿って移動させる第１ステップと、第２点から第２部材側に在って第２点よりも上方の第３点まで、点火した溶接トーチを移動させる第２ステップと、第３点からルート部に在って第３点よりも上方の第４点まで、点火した溶接トーチを第２部材の壁面に沿って移動させる第３ステップと、第４点からルート部に在って第４点よりも上方の第５点まで、点火した溶接トーチをルート部に沿って移動させる第４ステップと、第５点からルート部に在って第５点よりも下方かつ第４点よりも上方の第６点まで、点火した溶接トーチをルート部に沿って移動させる第５ステップと、を備えている。 In the welding method according to the present invention, a first member and a second member form an ignited welding torch in which a welding torch is opposed to a first member and a second member that are faced to face each other in a T-shape. A first step of moving along the wall surface of the first member from a first point in the root portion to a second point on the first member side and above the first point, and from the second point to the second point A second step of moving the ignited welding torch to the third point above the second point on the two-member side, and a fourth step above the third point from the third point to the root portion A third step of moving the ignited welding torch along the wall surface of the second member to the point, and a ignited welding torch from the fourth point to the fifth point above the fourth point in the root portion. A fourth step of moving along the route part, and being located at the route part from the fifth point below the fifth point and fourth And a fifth step of moving the ignited welding torch along the root portion up to a sixth point above the point.

本発明によれば、開先の突き合わせ部に直接アークを当てることができ、深溶け込みが可能な溶接を行うことができる。 According to the present invention, an arc can be directly applied to the butt portion of the groove, and welding capable of deep penetration can be performed.

本発明に関わる自動溶接装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the automatic welding apparatus in connection with this invention. Ｔ字継手の立向き上進溶接を説明する図である。It is a figure explaining the vertical upward welding of a T-shaped joint. 本発明の立向き上進溶接の基本的動作を説明する図である。It is a figure explaining the fundamental operation | movement of the standing upward welding of this invention. 本発明の実施の形態１におけるウィービングパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern in Embodiment 1 of this invention. 点Ｐ５よりも点Ｐ９が下に位置するウィービングパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern in which the point P9 is located below the point P5. 点Ｐ５よりも点Ｐ９が上に位置するウィービングパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern in which the point P9 is located above the point P5. Ｔ字継手の底面に部材が存在する時のウィービングパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern when a member exists in the bottom face of a T-shaped joint. 定常状態のウィービングパターンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weaving pattern of a steady state. 本発明のウィービングパターンを三次元座標に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern of this invention in the three-dimensional coordinate. 座標、停止時間、点間速度および点間距離の関係を表示した図である。It is the figure which displayed the relationship of a coordinate, stop time, the speed between points, and the distance between points. 点Ｐ１から点Ｐ５までの移動時間を算出する式を表す図である。It is a figure showing the type | formula which calculates the movement time from the point P1 to the point P5. 点Ｐ１から点Ｐ９までの移動時間を算出する式を表す図である。It is a figure showing the type | formula which calculates the movement time from the point P1 to the point P9. 突き合わせ部全体で良好な溶け込みを得るための条件式を表す図である。It is a figure showing the conditional expression for obtaining favorable penetration in the whole butted part. アーク溶接を実施したウィービングパターンの条件を表示した図である。It is the figure which displayed the conditions of the weaving pattern which implemented arc welding. 本発明の実施の形態２におけるウィービングパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the weaving pattern in Embodiment 2 of this invention.

以下に本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の既述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付している。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.

実施の形態１．
先ず、図1に基づいてガスシールドアーク溶接を行う自動溶接装置の構成について説明
する。自動溶接装置１００は、溶接トーチ１、制御部１０、アーム２０、位置検出センサ３０などから構成されている。溶接トーチ１の先端に取り付けられているノズル２からは、ワーク（溶接対象物）５０に向けてシールドガスが供給される。位置検出センサ３０は、溶接トーチ１からワーク５０までの距離、ワーク５０および溶接トーチ１の位置などを検出する。制御部１０は、位置検出センサ３０が計測した溶接トーチ１とワーク５０の位置関係を基に、アーム２０に制御信号を出力する。アーム２０は、制御部１０からの制御信号に基づいて溶接トーチ１をワーク５０の狙い位置に移動する。制御部１０の指示に従
って、点火した溶接トーチ１がワーク５０の表面をなぞると、ワーク５０に入熱され、溶接が進行する。 Embodiment 1 FIG.
First, the configuration of an automatic welding apparatus that performs gas shielded arc welding will be described with reference to FIG. The automatic welding apparatus 100 includes a welding torch 1, a control unit 10, an arm 20, a position detection sensor 30, and the like. From the nozzle 2 attached to the tip of the welding torch 1, a shielding gas is supplied toward the workpiece (welding object) 50. The position detection sensor 30 detects the distance from the welding torch 1 to the workpiece 50, the positions of the workpiece 50 and the welding torch 1, and the like. The control unit 10 outputs a control signal to the arm 20 based on the positional relationship between the welding torch 1 and the workpiece 50 measured by the position detection sensor 30. The arm 20 moves the welding torch 1 to the target position of the workpiece 50 based on a control signal from the control unit 10. When the ignited welding torch 1 traces the surface of the workpiece 50 according to the instruction of the control unit 10, heat is applied to the workpiece 50 and welding proceeds.

次に、図２に基づいてガスシールドアーク溶接におけるＴ字継手の立向き上進溶接の基本を説明する。この図は立板側になる部材Ｗ１と底板側になる部材Ｗ２で形成されるＴ字継手に対して、点火した溶接トーチが移動し、すみ肉溶接が進んでいる状態を表示している。部材Ｗ１と部材Ｗ２は立向きに置かれている、すなわち、溶接線（ルート部）が垂直方向を向いている。溶接トーチ１ａと溶接トーチ１ｂはノズル２と溶接ワイヤ３をそれぞれ備えている。溶接中にアーク４および溶接ワイヤ３から離脱する溶融金属５により母材（部材Ｗ１と部材Ｗ２）を接合させていく。溶接トーチ１ａは前進角に設定されている。溶接トーチ１ｂは後進角に設定されている。点火した溶接トーチ１は母材が突き合わせられたルート部６をウィービングパターンに沿って立向き上進溶接を行っていく。 Next, the basics of vertical upward welding of a T-shaped joint in gas shielded arc welding will be described with reference to FIG. This figure shows a state where the ignited welding torch has moved and fillet welding is progressing with respect to the T-shaped joint formed by the member W1 on the vertical plate side and the member W2 on the bottom plate side. The member W1 and the member W2 are placed upright, that is, the weld line (root portion) faces the vertical direction. The welding torch 1a and the welding torch 1b include a nozzle 2 and a welding wire 3, respectively. The base materials (member W1 and member W2) are joined by the molten metal 5 that is detached from the arc 4 and the welding wire 3 during welding. The welding torch 1a is set to an advance angle. The welding torch 1b is set to a reverse angle. The ignited welding torch 1 performs upward welding in a standing manner along the weaving pattern at the root portion 6 where the base material is abutted.

図３は本発明に係わる立向き上進溶接の基本的動作を示している。黒丸は溶接トーチ１から放出されるアーク４の移動点を表している。点火した溶接トーチの移動順序は符号ｐ１〜符号ｐ６によって表されている。作業者に対し立向き姿勢にあるＴ字継手に対して、溶接トーチをウィービングさせながらアーク溶接を行う。溶接トーチの溶接経路は、母材壁面に沿ったウィービングパターンＷＰ１（符号ｐ１〜符号ｐ４）と、ルート部６に沿ったウィービングパターンＷＰ２（符号ｐ４〜符号ｐ６）から構成されている。図面上では符号ｐ１、符号ｐ４、符号ｐ６は同じ箇所を指しているが、実際には溶接トーチが溶接方向に定速度で移動しているため、溶接トーチの場所としては異なる。溶接トーチはウィービングパターンＷＰ２の符号ｐ６に達したら、ウィービングパターンＷＰ１の符号ｐ１に戻って同じ動きを繰り返す。ウィービングパターンＷＰ２の符号ｐ５をウィービングパターンＷＰ１の動作中に越えないように立向き溶接を行っていく。符号ｐ２’では、溶接中に停止してビード中央部の溶着金属量を補充する。 FIG. 3 shows the basic operation of the vertical upward welding according to the present invention. A black circle represents a moving point of the arc 4 emitted from the welding torch 1. The order of movement of the ignited welding torch is represented by reference signs p1 to p6. Arc welding is performed while weaving the welding torch on the T-shaped joint in a standing posture with respect to the operator. The welding path of the welding torch is composed of a weaving pattern WP1 (reference symbol p1 to reference symbol p4) along the base material wall surface and a weaving pattern WP2 (reference symbol p4 to reference symbol p6) along the route portion 6. In the drawing, reference numerals p1, p4, and p6 indicate the same part, but in reality, the welding torch is moving at a constant speed in the welding direction, and therefore, the location of the welding torch is different. When the welding torch reaches the symbol p6 of the weaving pattern WP2, the welding torch returns to the symbol p1 of the weaving pattern WP1 and repeats the same movement. Vertical welding is performed so as not to exceed the sign p5 of the weaving pattern WP2 during the operation of the weaving pattern WP1. At reference sign p2 ', the welding is stopped during the welding to replenish the amount of weld metal at the center of the bead.

図４に基づいて溶接トーチの溶接開始点からの一連のウィービングパターンを溶接方向への移動を踏まえて説明する。自動溶接装置１００又は人は、まず突き合わせ部（ルート部）の点Ｐ１でアークを点弧し溶接トーチを点火する。点火した溶接トーチが母材壁面をなぞると、溶接トーチの軌跡に応じてアークが移動する。部材Ｗ１の壁面に沿ってアークは点Ｐ２まで移動し、続いて点Ｐ３、点Ｐ４と移動し母材の突き合わせ部（ルート部）に戻ってくる。アークが点Ｐ２から点Ｐ３まで移動する際、溶接トーチは、点Ｐ２と点Ｐ３を結ぶ直線上を移動する。溶接トーチは一定の速度で上進しているため、点Ｐ４は点Ｐ１よりも上方に位置することになる。続いて、点Ｐ４から点Ｐ５への移動については、部材Ｗ１と部材Ｗ２の突き合わせ部に沿って一定距離を移動し、同様に突き合わせ部に沿って点Ｐ６へ溶接方向とは逆方向に移動する。以上が一連のウィービングパターン（一巡分）である。 A series of weaving patterns from the welding start point of the welding torch will be described based on the movement in the welding direction based on FIG. The automatic welding apparatus 100 or a person first ignites an arc at the point P1 of the butting portion (root portion) to ignite the welding torch. When the ignited welding torch traces the base material wall surface, the arc moves according to the locus of the welding torch. The arc moves to the point P2 along the wall surface of the member W1, and then moves to the point P3 and the point P4 to return to the butt portion (root portion) of the base material. When the arc moves from point P2 to point P3, the welding torch moves on a straight line connecting point P2 and point P3. Since the welding torch is moving upward at a constant speed, the point P4 is located above the point P1. Subsequently, with respect to the movement from the point P4 to the point P5, it moves a certain distance along the abutting portion of the member W1 and the member W2, and similarly moves along the abutting portion to the point P6 in the direction opposite to the welding direction. . The above is a series of weaving patterns (for one round).

点Ｐ６に移動してきたアークは、点Ｐ１から点Ｐ２への移動と同じように、点Ｐ７へ移動し、ウィービングパターンＷＰ１を繰り返して溶接を進めていく。特に、点Ｐ４から点Ｐ５への突き合わせ部に沿って移動する間は溶接トーチに後退角をもたせることが望ましい。これは、前進角、あるいは面直では溶接トーチの移動に伴い溶着金属が溶接方向へ、つまり点Ｐ５の方向へ押し流され、アークが母材の突き合わせ部に当たらなくなり、溶け込みが浅くなることを防ぐためである。後退角では溶接方向とは逆に溶着金属が押し流され、アークが常に母材の突き合わせ部に当てることができ、深溶け込みが得られる。 The arc that has moved to the point P6 moves to the point P7 in the same manner as the movement from the point P1 to the point P2, and repeats the weaving pattern WP1 to proceed with the welding. In particular, it is desirable that the welding torch has a receding angle while moving along the abutting portion from the point P4 to the point P5. This is because the weld metal is pushed in the welding direction, that is, in the direction of the point P5 along with the movement of the welding torch in the advance angle or in the plane, so that the arc does not hit the butt portion of the base material and prevents the penetration from becoming shallow. Because. At the receding angle, the weld metal is swept away from the welding direction, and the arc can always hit the butt portion of the base material, and deep penetration can be obtained.

ここで、アーク４を点Ｐ３から点Ｐ４へ移動する時、点Ｐ４がルート部６に来るように溶接トーチ１の位置を正確に制御する必要がある。部材の組立てにおいては、溶接線（ルート部）が必ずしも鉛直方向を向いているとは限らない。溶接線が鉛直方向からずれていると、アーク４を点Ｐ４から点Ｐ５に移動する際に、アーク４がルート部６から外れるこ
とが生じる。溶け込みが浅くなることを防ぐため、溶接点を点Ｐ３から点Ｐ４へ移動する際には、溶接トーチ１の前方に取り付けられた位置検出センサ３０によりルート部６の変位を読み取り、溶接トーチ１をルート部６に位置合わせする。この操作によりアーク４をルート部に直接当てることができ深溶け込みな溶接が可能となる。 Here, when the arc 4 is moved from the point P 3 to the point P 4, it is necessary to accurately control the position of the welding torch 1 so that the point P 4 comes to the root portion 6. In assembling the members, the weld line (root portion) does not always face the vertical direction. If the weld line is deviated from the vertical direction, the arc 4 may be detached from the root portion 6 when the arc 4 is moved from the point P4 to the point P5. In order to prevent the penetration from becoming shallow, when moving the welding point from the point P3 to the point P4, the displacement of the root portion 6 is read by the position detection sensor 30 attached in front of the welding torch 1 and the welding torch 1 is moved. Align with the root part 6. By this operation, the arc 4 can be directly applied to the root portion, and deep penetration welding is possible.

外観の向上と溶接欠陥の防止を進めるためには、各移動点間の速度および移動点における停止時間をそれぞれ制御する。自動溶接ではこういったウィービングパターンを設定する際に、各移動点の座標位置、移動点間距離、移動点での停止時間を入力することが一般的である。注意することは点Ｐ５の座標位置の設定である。図５は突き合わせ部で一部分に溶け込み不良が発生しやすいウィービングパターンを示したものである。溶接開始点となる点Ｐ１から２往復分のウィービングパターンを描いている。ここでは、１往復目の点Ｐ５よりも、２往復目の点Ｐ９のほうが上方に位置している。このウィービングパターンでは点Ｐ５と点Ｐ９の間の突き合わせ部でアークが直接当たらない部分が存在し溶け込み不良が発生しやすい。 In order to improve the appearance and prevent welding defects, the speed between moving points and the stop time at the moving points are controlled. In automatic welding, when setting such a weaving pattern, it is common to input the coordinate position of each moving point, the distance between the moving points, and the stop time at the moving point. It should be noted that the coordinate position of the point P5 is set. FIG. 5 shows a weaving pattern in which a part of the butting portion is likely to be poorly melted. The weaving pattern for two reciprocations is drawn from the point P1, which is the welding start point. Here, the second round trip point P9 is positioned higher than the first round trip point P5. In this weaving pattern, there is a portion where the arc does not directly hit at the abutting portion between the points P5 and P9, so that poor penetration is likely to occur.

これに対し図６は突き合わせ部で良好な溶け込みが得られるウィービングパターンを示したものである。ウィービングパターンの移動点を説明しやすくするため、溶接開始点となる点Ｐ１は母材突き合わせ部の途中に設定している。図５と同様に２往復分のウィービングパターンを描いている。点Ｐ９は点Ｐ５よりも下方に位置している。溶け込み不良が発生し易い点Ｐ５と点Ｐ９の間は点Ｐ４から点Ｐ５に溶接トーチが移動する際にすでに十分な溶け込みが得られている。そのためには、点Ｐ５と点Ｐ６の間の距離を、点Ｐ６と点Ｐ９の間の距離よりも長くする。 On the other hand, FIG. 6 shows a weaving pattern in which good penetration can be obtained at the butt portion. In order to make it easy to explain the moving point of the weaving pattern, a point P1 that is a welding start point is set in the middle of the base material abutting portion. The weaving pattern for two reciprocations is drawn similarly to FIG. The point P9 is located below the point P5. Sufficient penetration has already been obtained when the welding torch moves from point P4 to point P5 between points P5 and P9 where poor penetration is likely to occur. For this purpose, the distance between the points P5 and P6 is made longer than the distance between the points P6 and P9.

このウィービングパターンでは点Ｐ１と点Ｐ４の間で溶け込み不良が発生するが、通常、部材Ｗ１と部材Ｗ２に加え底面に部材Ｗ３があることが多い。図７にＴ字継手の底面に部材Ｗ３が存在する時の溶接開始部におけるウィービングパターンを示す。溶接トーチは溶接開始点の点Ｐ１から点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４へと移動する。この時、点Ｐ１と点Ｐ４は同じ座標位置である。溶接トーチは上方には移動せず部材Ｗ３の表面上でウィービングする。こうすることで溶接開始点の点Ｐ１とルート部の点Ｐ４の間の溶け込み不良がなくなり、突き合わせ部全体で良好な溶け込みが得られる。 In this weaving pattern, a poor penetration occurs between the points P1 and P4. Usually, in addition to the members W1 and W2, there is often a member W3 on the bottom surface. FIG. 7 shows a weaving pattern at the welding start portion when the member W3 exists on the bottom surface of the T-shaped joint. The welding torch moves from the point P1 of the welding start point to the point P2, the point P3, and the point P4. At this time, the point P1 and the point P4 are at the same coordinate position. The welding torch does not move upward but weaves on the surface of the member W3. By doing so, there is no poor penetration between the point P1 of the welding start point and the point P4 of the root part, and good penetration can be obtained in the entire butt part.

図８は定状態におけるウィービングパターンの繰り返し状況を示している。溶接トーチは、定常状態では、［点Ｐ１→点Ｐ２→点Ｐ３→点Ｐ４→点Ｐ５］という一連の動作を繰り返す。点Ｐ５の次は点Ｐ１に戻るため、点Ｐ５から点Ｐ６までの距離は、点Ｐ１から点Ｐ５までの距離に等しい。点Ｐ６から点Ｐ９までの距離は点Ｐ１から点Ｐ４までの距離に等しい。 FIG. 8 shows a repeating state of the weaving pattern in the fixed state. In a steady state, the welding torch repeats a series of operations of [Point P1 → Point P2 → Point P3 → Point P4 → Point P5]. Since the point P5 returns to the point P1, the distance from the point P5 to the point P6 is equal to the distance from the point P1 to the point P5. The distance from the point P6 to the point P9 is equal to the distance from the point P1 to the point P4.

次に、点Ｐ５における座標位置の設定について説明する。図９はウィービングパターンの２往復目の点Ｐ９まで描いた３次元座標図である。Ｔ字継手を想定しており、直線ｍおよび直線ｎはそれぞれ左側壁面および右側壁面の表面上に存在する直線で、Ｙ軸と角度α，角度βをなしている。また、各点（Ｐ１〜Ｐ６）、停止時間（ｔ１〜ｔ６）、点間速度（ｖ１〜ｖ６）は事前に図１０に示すように設定する。溶接速度ＶはＸ軸プラス方向に進むものとする。 Next, the setting of the coordinate position at the point P5 will be described. FIG. 9 is a three-dimensional coordinate diagram drawn up to a point P9 of the second round trip of the weaving pattern. A T-shaped joint is assumed, and the straight line m and the straight line n are straight lines existing on the surfaces of the left wall surface and the right wall surface, respectively, and form an angle α and an angle β with the Y axis. Each point (P1 to P6), stop time (t1 to t6), and point-to-point speed (v1 to v6) are set in advance as shown in FIG. The welding speed V proceeds in the positive direction of the X axis.

各点での停止時間中も溶接トーチは溶接速度Ｖに応じて移動する。点間速度ｖ１は、点Ｐ１から点Ｐ２への移動速度であり、２往復目の点Ｐ６から点Ｐ７への移動速度と同じである。また、点間速度は図５に示す各点間をつないだ時の直線方向への速度成分ではなく、各点をＹ-Ｚ平面に投影させ、そのＹ-Ｚ平面上での点間距離を結んだ時の直線方向への速度成分である。図１０に示してある点間距離はＹ-Ｚ平面へ投影させたときの距離であ
る。 The welding torch moves according to the welding speed V even during the stop time at each point. The point-to-point speed v1 is a moving speed from the point P1 to the point P2, and is the same as the moving speed from the point P6 to the point P7 in the second round trip. Further, the point-to-point velocity is not the velocity component in the linear direction when connecting the points shown in FIG. 5, but each point is projected on the YZ plane, and the distance between the points on the YZ plane is expressed as follows. This is the velocity component in the linear direction when tied. The distance between points shown in FIG. 10 is the distance when projected onto the YZ plane.

以上より、母材突き合わせ部の全体に良好な溶け込みを得るためには、点Ｐ５が点Ｐ９よりも上方にあれば良い。この条件を満足させるための溶接速度、座標、停止時間、点間速度の関係を導く。つまり、溶接開始点の点Ｐ１から点Ｐ５までの距離が、点Ｐ１から点Ｐ９までの距離を上回るようにすればよい。まず、点Ｐ５までの移動時間を溶接速度と移動距離から算出する。各点間の移動時間および停止時間合計をそれぞれ計算すると図１１のとおりとなる。以上の合計時間をＴ１とすると、溶接中の点Ｐ５のＸ軸方向の移動距離Ｌ（１→５）は以下のとおりとなる（ｘ５：点Ｐ５のｘ座標）。
Ｌ（１→５）＝ｘ５＋Ｖ×Ｔ１ As described above, in order to obtain good penetration in the entire base material butt portion, it is sufficient that the point P5 is above the point P9. The relationship between the welding speed, coordinates, stop time, and point-to-point speed for satisfying this condition is derived. That is, the distance from the welding start point P1 to the point P5 may be longer than the distance from the point P1 to the point P9. First, the travel time to point P5 is calculated from the welding speed and travel distance. If the movement time between each point and the sum total of stop time are calculated, it will become as FIG. When the above total time is T1, the moving distance L (1 → 5) in the X-axis direction of the point P5 during welding is as follows (x5: x coordinate of the point P5).
L (1 → 5) = x5 + V × T1

続いて、点Ｐ１から点Ｐ９までの移動時間を溶接速度と移動距離から算出する。点Ｐ６、点Ｐ７、点Ｐ８、点Ｐ９はウィービングパターの２往復目である。それぞれ１往復目の点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４と同じ設定座標値であり、各点間の速度、距離、停止時間も同じである。各点における移動時間および停止時間合計をそれぞれ計算すると図１２のとおりとなる。以上の合計時間をＴ２とすると溶接中の点Ｐ９までのＸ軸方向の移動距離Ｌ（１→９）は以下のとおりとなる。
Ｌ（１→９）＝Ｖ×Ｔ２ Subsequently, the moving time from the point P1 to the point P9 is calculated from the welding speed and the moving distance. Point P6, point P7, point P8, and point P9 are the second round trip of the weaving putter. The set coordinate values are the same as those of the first round-trip point P1, point P2, point P3, and point P4, and the speed, distance, and stop time between the points are also the same. If the movement time and the total stop time at each point are respectively calculated, the result is as shown in FIG. When the above total time is T2, the movement distance L (1 → 9) in the X-axis direction to the point P9 during welding is as follows.
L (1 → 9) = V × T2

突き合わせ部全体で良好な溶け込みを得るためには移動距離Ｌ（１→５）よりも移動距離Ｌ（１→９）が小さくなる必要がある。つまり、図１３に示す条件式を満たすように座標ｘ５を設定する必要がある。継手形状から角度αと角度βが、必要脚長から座標ｚ２と座標ｚ３が決まるので、後は溶接速度Ｖ、点間速度（ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ５）と停止時間（ｔ６〜ｔ９）を実験的に決める中で条件式を満足するようにすれば良い。 In order to obtain good penetration in the entire butt portion, the movement distance L (1 → 9) needs to be smaller than the movement distance L (1 → 5). That is, it is necessary to set the coordinate x5 so as to satisfy the conditional expression shown in FIG. Since the angle α and angle β are determined from the joint shape, and the coordinates z2 and z3 are determined from the required leg length, the welding speed V, the point-to-point speeds (v1, v2, v3, v5) and the stop time (t6 to t9) are subsequently tested. It is sufficient to satisfy the conditional expression in the decision.

この方法により、母材の突き合わせ部で良好な溶け込みを確保できるので、溶け込み不良が発生しない溶接部を得ることができる。溶接電流１７０Ａ、電圧２３Ｖとし、実際に実験的に求めた条件を図１４に示す。溶接速度＝４３ｍｍ／分、角度α＝４５度、角度β＝４５度を図１１の条件式に代入して計算すると、（左辺=６.０：右辺=１.７）になる。この条件で、突き合わせ溶接を行うと、本発明のウィービングパターンを適用した断面は母材の突き合わせ部で十分な溶け込みが得られていることを確認できた。 By this method, good penetration can be secured at the butt portion of the base material, so that a welded portion that does not cause poor penetration can be obtained. FIG. 14 shows conditions actually obtained experimentally with a welding current of 170 A and a voltage of 23 V. When the welding speed = 43 mm / min, the angle α = 45 degrees, and the angle β = 45 degrees are substituted into the conditional expression of FIG. 11 and calculated, (left side = 6.0: right side = 1.7) is obtained. When butt welding was performed under these conditions, it was confirmed that the cross section to which the weaving pattern of the present invention was applied had sufficient penetration at the butt portion of the base material.

実施の形態２．
実施の形態２に係るウィービングパターンを図１５に示す。ウィービングパターンＷＰ１に経由点となる点Ｐ２’を挿入しウィービングパターンＷＰ３としている。点Ｐ２’は点Ｐ１よりも下方で、ルート部上の点である。溶接トーチは、アークが点Ｐ２から点Ｐ２’を移動するさい、部材１の表面に沿って移動する。溶接トーチは、アークが点Ｐ２’から点Ｐ３に移動するさい、部材２の表面に沿って移動する。ウィービングパターンＷＰ１では点Ｐ３から点Ｐ４への移動時に溶接トーチが前進角となり、右側壁面の溶け込みが浅くなる。しかし、この構成によれば、ウィービングパターンＷＰ３は点Ｐ２’から点Ｐ３へは後退角となるため、アークが母材にあたり溶け込みが深くなる。点Ｐ２から点Ｐ２’と点Ｐ３から点Ｐ４へは前進角となるが、移動開始点の点Ｐ１から点Ｐ２および点Ｐ２’から点Ｐ３で溶け込みが確保できている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 15 shows a weaving pattern according to the second embodiment. A weaving pattern WP3 is formed by inserting a point P2 ′ as a via point in the weaving pattern WP1. Point P2 ′ is a point on the root portion below point P1. The welding torch moves along the surface of the member 1 as the arc moves from point P2 to point P2 ′. The welding torch moves along the surface of the member 2 when the arc moves from the point P2 ′ to the point P3. In the weaving pattern WP1, the welding torch becomes an advance angle when moving from the point P3 to the point P4, and the right side wall is less melted. However, according to this configuration, the weaving pattern WP3 has a receding angle from the point P2 ′ to the point P3, so that the arc hits the base material and deeply penetrates. Although the advance angle is from point P2 to point P2 ′ and from point P3 to point P4, the penetration can be secured from point P1 to point P2 and from point P2 ′ to point P3.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

この発明は、開先の突き合わせ部に直接アークを当てることができ、深溶け込みが可能な溶接を行う方法に関するものである。 The present invention relates to a method for performing welding capable of directly applying an arc to a butt portion of a groove and capable of deep penetration.

１溶接トーチ、２ノズル、３溶接ワイヤ、４アーク、６ルート部、１０制御部、２０アーム、３０位置検出センサ、１００自動溶接装置、Ｗ１部材、Ｗ２
部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welding torch, 2 nozzles, 3 welding wire, 4 arc, 6 route part, 10 control part, 20 arm, 30 position detection sensor, 100 automatic welding apparatus, W1 member, W2
Element

Claims

Ｔ字に突き合わされて立向きに置かれた第１部材と第２部材に溶接トーチを対向させ、点火した前記溶接トーチを、前記第1部材と前記第２部材とが成すルート部に在る第１点か
ら、第１部材側に在って前記第１点よりも上方の第２点まで、前記第１部材の壁面に沿って移動させる第１ステップと、
前記第２点から第２部材側に在って前記第２点よりも上方の第３点まで、前記点火した溶接トーチを移動させる第２ステップと、
前記第３点から前記ルート部に在って前記第３点よりも上方の第４点まで、前記点火した溶接トーチを前記第２部材の壁面に沿って移動させる第３ステップと、
前記第４点から前記ルート部に在って前記第４点よりも上方の第５点まで、前記点火した溶接トーチを前記ルート部に沿って移動させる第４ステップと、
前記第５点から前記ルート部に在って前記第５点よりも下方かつ第４点よりも上方の第６点まで、前記点火した溶接トーチを前記ルート部に沿って移動させる第５ステップと、を備えている溶接方法。 A welding torch is opposed to a first member and a second member that are faced to face each other in a T-shape, and the ignited welding torch is in a route portion formed by the first member and the second member. A first step of moving along the wall surface of the first member from the first point to a second point on the first member side and above the first point;
A second step of moving the ignited welding torch from the second point to the third point on the second member side and above the second point;
A third step of moving the ignited welding torch along the wall surface of the second member from the third point to the fourth point above the third point in the root portion;
A fourth step of moving the ignited welding torch along the root portion from the fourth point to the fifth point above the fourth point in the root portion;
A fifth step of moving the ignited welding torch along the route portion from the fifth point to a sixth point located in the route portion and below the fifth point and above the fourth point; , Which comprises a welding method.

前記第１点から前記第６点までの距離が、前記第１点から前記第４点までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 The welding method according to claim 1, wherein a distance from the first point to the sixth point is longer than a distance from the first point to the fourth point.

前記第５点から前記第６点までの距離が、前記第１点から前記第４点までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 The welding method according to claim 1, wherein a distance from the fifth point to the sixth point is longer than a distance from the first point to the fourth point.

前記第１部材と前記第２部材は、前記第１部材を立板側にしてかつ前記第２部材を底板側にして、Ｔ字に突き合わされていることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 The said 1st member and the said 2nd member are faced | matched by the T-shape by making the said 1st member into the standing board side and making the said 2nd member into the baseplate side. Welding method.

前記第２ステップにおいて、前記点火した溶接トーチを用いて前記第２点から前記第３点まで移動させる際、前記点火した溶接トーチは、前記第２点と前記第３点を結ぶ直線上を移動することを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 In the second step, when moving from the second point to the third point using the ignited welding torch, the ignited welding torch moves on a straight line connecting the second point and the third point. The welding method according to claim 1, wherein:

前記第２ステップにおいて、前記点火した溶接トーチを用いて前記第２点から前記第３点まで移動させる際、前記点火した溶接トーチは、前記ルート部に在って前記第１点よりも下方の第７点を経由することを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 In the second step, when the ignited welding torch is moved from the second point to the third point using the ignited welding torch, the ignited welding torch is located at the root portion and below the first point. The welding method according to claim 1, wherein the method passes through a seventh point.

アームに取り付けられた溶接トーチと、
前記溶接トーチとワークの位置関係を計測する位置検出センサと、
前記位置検出センサの出力に基づいて前記アームを制御し、前記溶接トーチを狙った位置に設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、Ｔ字に突き合わされて立向きに置かれた第１部材と第２部材に前記溶接トーチを対向させ、点火した前記溶接トーチを、前記第1部材と前記第２部材とが成すルー
ト部に在る第１点から、第１部材側に在って前記第１点よりも上方の第２点まで、前記第１部材の壁面に沿って移動させる第１ステップと、
前記第２点から第２部材側に在って前記第２点よりも上方の第３点まで、前記点火した溶接トーチを移動させる第２ステップと、
前記第３点から前記ルート部に在って前記第３点よりも上方の第４点まで、前記点火した溶接トーチを前記第２部材の壁面に沿って移動させる第３ステップと、
前記第４点から前記ルート部に在って前記第４点よりも上方の第５点まで、前記点火した溶接トーチを前記ルート部に沿って移動させる第４ステップと、
前記第５点から前記ルート部に在って前記第５点よりも下方かつ第４点よりも上方の第６点まで、前記点火した溶接トーチを前記ルート部に沿って移動させる第５ステップと、を実行する自動溶接装置。 A welding torch attached to the arm;
A position detection sensor for measuring the positional relationship between the welding torch and the workpiece;
A control unit configured to control the arm based on an output of the position detection sensor and set the welding torch at a target position;
The control unit is configured such that the welding torch is made to face the first member and the second member that face each other in a T-shape, and the first member and the second member are ignited. A first step of moving along a wall surface of the first member from a first point in the root portion formed to a second point on the first member side and above the first point;
A second step of moving the ignited welding torch from the second point to the third point on the second member side and above the second point;
A third step of moving the ignited welding torch along the wall surface of the second member from the third point to the fourth point above the third point in the root portion;
A fourth step of moving the ignited welding torch along the root portion from the fourth point to the fifth point above the fourth point in the root portion;
A fifth step of moving the ignited welding torch along the route portion from the fifth point to a sixth point located in the route portion and below the fifth point and above the fourth point; , Perform automatic welding equipment.